膠凝材料學(xué)認(rèn)識(shí)綜述

曾麗琴

[摘要]本文通過闡述膠凝材料的發(fā)展歷史，提出了非傳統(tǒng)膠凝材料的概念，根據(jù)工業(yè)廢渣的化學(xué)組成、礦物特征以及膠凝固結(jié)特征對(duì)其進(jìn)行了分類并探討了工業(yè)廢渣在膠凝材料中的應(yīng)用途徑，指出工業(yè)廢渣在膠凝材料中的應(yīng)用不僅有助于解決環(huán)境污染，節(jié)約能源，而且可降低產(chǎn)品成本，不同程度地改善膠凝材料的性能，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)以后工業(yè)固體廢棄物在膠凝材料學(xué)中的發(fā)展提出了建議。

[關(guān)鍵詞]膠凝材料；工業(yè)廢渣；利用

？凝材料，是指經(jīng)過自身的物理化學(xué)作用后，能夠由液態(tài)或半固態(tài)變成堅(jiān)硬固體的物質(zhì)。？凝材料按其化學(xué)成分可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。無機(jī)？凝材料按其硬化時(shí)的條件又可分為：氣硬性？凝材料與水硬性？凝材料。氣硬性？凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度，如石V、石w、水OP等。水硬性？凝材料不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)提高其強(qiáng)度，如各種水泥。

1.膠凝材料學(xué)的發(fā)展歷程

1.1傳統(tǒng)？凝材料

1.1.1古代？凝材料。人類發(fā)現(xiàn)和利用？凝材料，有著悠遠(yuǎn)的歷史。新石器的前n器時(shí)代人們就開始使用天然？凝材料y土和&石，并且在9000年前開始使用最早的人造？凝材料-石V。公元前2500-3000年，人們就開始使用石W-石V類？凝材料。公元初期，石V-火山V水硬性？凝材料開始使用。這種？凝材料表現(xiàn)出極強(qiáng)的耐久性。

古代？凝材料的最大不同是A1203和Si02含量高而且有大量（40%）的方Z石存在。方z石是一種化學(xué)穩(wěn)定性較高的水化產(chǎn)物，s解度小，與Ca（0H）2幾乎完全反應(yīng)。因此古代的？凝材料的s解度小，其內(nèi)的成分不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的流失而流失，所以古代？凝材料有卓越的耐久性。

1.1.2現(xiàn)代？凝材料。現(xiàn)代？凝材料一般指{x Q水泥、石V、石W等最常用的？凝材料。而鋁X Q水泥、8鋁X Q水泥、則又稱為非{X Q水泥。現(xiàn)代以波特蘭水泥為主的？凝材料的最大特點(diǎn)是強(qiáng)度主要由{X Q熟料四種礦物質(zhì)和石W水解水化而形成強(qiáng)度。

1.2非傳統(tǒng)？凝材料

顯然就是那些不在上述領(lǐng)域的？凝材料。傳統(tǒng)？凝材料的主要元素是地殼中含量最高的幾種元素，但元素的含量和地殼中元素的豐度次序差異較大，特別是I的含量相差較大，生產(chǎn)水泥需要大量的高品質(zhì)的石V石。而石V石資源也是有限的，因此未來的水泥應(yīng)該是一種比較適合于未來資源枯竭條件下生產(chǎn)的水泥，而且更適合于回收利用。非傳統(tǒng)？凝材料應(yīng)該是：不用自然資源，以各類工業(yè)廢：為主要原料、制造工藝簡(jiǎn)單、能耗小、基本上零排放的環(huán)境友好型的？凝材料。

2.固體廢棄物的成分

固體廢棄物是指在社會(huì)的生產(chǎn)、流通、消費(fèi)等一系列活動(dòng)中產(chǎn)生的一般不再具有原使用價(jià)值而被1棄的以固態(tài)賦存的物質(zhì)。工業(yè)固體廢棄物是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢：、粉末、碎}、污泥等。固體廢棄物具有一些與工業(yè)原料相當(dāng)?shù)奈锢韺W(xué)性質(zhì)，又被稱為“放錯(cuò)了地方的資源”、“二次資源”、“再生資源”。

有些工業(yè)固體廢棄物具有潛在的？凝活性，能夠作為？凝材料和輔助？凝材料使用，并能改善原？凝材料的一些性質(zhì)：如混凝土中加入礦：微粉或粉9 V后可以起到改善工作性，降低水化熱，提高耐久性的作用。

根據(jù)工業(yè)固體廢棄物的化學(xué)組成、礦物特征以及？凝固結(jié)特征，將工業(yè)固體廢棄物分為以下幾類：石V類、石w類、火山V類、潛在水硬性類、水硬性類及～性和有害類等。

3.固體廢棄物在膠凝材料中的應(yīng)用

3.1代替y土做組分配料。粉9 V、96石、P：、金屬尾礦、赤泥等。根據(jù)實(shí)際情況可部分或全部代替。96石、P：不僅代人化學(xué)組分，而且還可代人部分熱量；

3.2代替石w作礦化+。口石w、石w、Q田石w、環(huán)保石w、！”

X：等，因其含有三4化8、口、等都是天然的礦化成分。且S03含量高達(dá)40%以上，可全部代替石w。因石w類工業(yè)廢：與#石配合作復(fù)合礦化+時(shí)，在燒成過程中發(fā)滯，可與品種技術(shù)配合作用，充分發(fā)揮復(fù)合礦化+和b種技術(shù)的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。

3.3代替熟料做b種。P：、礦：、鋼：等，可全部代替。

4.建議

4.1發(fā)展非傳統(tǒng)？凝材料勢(shì)在必行。由于非傳統(tǒng)？凝材料的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，符合節(jié)能、減排，又能消納多種工業(yè)排放的廢棄物，特別是可以在基本不排放CO2的情況下，生產(chǎn)性能良好的？凝材料。我國(guó)有多達(dá)40余單位在研究和開發(fā)這類材料，但工業(yè)生產(chǎn)卻未能有一定的規(guī)模。材料的有些性能也有待改進(jìn)。急需要得到政府、企業(yè)、用戶各方面的大力支持（包括給予各種科研課題、中間試驗(yàn)、生產(chǎn)性試驗(yàn)等）。

4.2制定標(biāo)準(zhǔn)。鑒于材料制備的特殊性，需要制訂與此相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，也要得到有關(guān)部門的支持。

4.3應(yīng)用推行。從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，希望對(duì)材料的應(yīng)用有計(jì)劃的逐步推行，例如：我國(guó)今年將建立一定數(shù)量的核電站，可以將此類材料用于固化核廢：。f激發(fā)？凝材料的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是抗化學(xué)腐Q性好，用于西部地區(qū)土地Q f性的建設(shè)，是很恰當(dāng)?shù)摹Ａ硗饪梢杂糜诤８邸⒌叵隆⒌罔F）道等的建設(shè)。這樣既可以減輕{x Q水泥的需求壓力，更可以減少C02的排放，對(duì)某些工程又可以得到性能滿意的材料，因此很希望有關(guān)部門能夠給予足夠的關(guān)注和支持。endprint